某軟件公司網站

  1. ?
?

    服務電話:029-88452151

新疆石油供水公司

項目概述

城市供水管網的智能調度是在保證安全、可靠、保質、保量滿足用戶用水要求前提下,根據管網監測系統反饋的實時運行狀態數據,利用科學的預測手段確定用水量及其分布情況,運用優化技術,從各種可能的調度方案中,確定一個使系統總運行費少,可靠性高的優化調度方案,從而確定系統中各類設備運行工況,獲得滿意經濟效益和社會效益。

項目背景

1506072418873044210.jpg

新疆油田公司供水公司是克拉瑪依地區唯一一家集蓄、輸、產、轉、驗、銷為一體的供水企業,承擔著克拉瑪依地區油田生產、農林業灌溉及城市用水的供水任務。主要業務包括:原水的輸送和存儲、自來水生產、地下水開采、供水管網運行管理、水質化驗、生產運行調度、企業供水營銷收費管理、農業用水管理、綠化用水管理、水產養殖、大物業管理等方面。供水公司業務點多、面廣、戰線長,運行、管理難度大,為適應油田高速發展的需要,解決人力資源不斷減少的問題,供水公司提出了“管理現代化、供水智能化、服務專業化”的發展戰略,大力加強信息化建設工作,幾年來,供水公司信息基礎設施建設、計算機應用普及、應用系統開發等工作有了較快發展,為信息化建設的深入開展打下了良好基礎。

克拉瑪依市區供水管網形成上、中、下三個環網,三個環網利用地形高差設置,在管網制高點設調節水池,在一定程度上起到定壓、調峰蓄水的作用。但長期以來,供水管網運行完全靠經驗進行維護、運行和管理,管理人員難以及時精確發現管網及水泵運行中存在的問題,爆管事件頻發,漏損率高,水泵能耗大,供水系統難以實現科學合理的調配,嚴重制約供水智能化發展的水平,實現供水管網智能調配,提高水資源的利用率對克拉瑪依市的平穩發展是十分有意義的。

項目目標

建設供水管網智能調配系統的總體目標是通過廣泛使用先進的信息化傳感設備和系統,借助完善的信息通訊系統和地理信息系統,開發專業的應用系統和管理系統,建立能夠全面感知 、能夠自動操控 、能夠預測趨勢 、能夠優化決策的智能供水系統。主要實現以下具體目標:

感知目標:應用各種傳感設備和系統,構建供水系統的感知網絡體系;

仿真目標:采用虛擬現實、云計算和數值模擬技術,建立與現實相對應的可交互控制的虛擬環境和實時仿真,實現對供水系統及其運行狀況的可視化展示與管理;

診斷目標:建立供水安全、運行綜合診斷指標體系,通過感知系統進行實時跟蹤監測,一旦出現超標事件,能自動判斷事件發生的地點、類型和性質;

預警目標:應用相應的技術手段和方法對超標事件分析預測,確定影響范圍和程度,發布預警信息;

調度目標:建立原水調度、水廠調度及管網調度模型,結合實時感知信息, 生成各種調度配置方案并推薦優調度方案;

處置目標:對于突發的供水安全事件,能自動、迅速給出相應的調度應急措施和方案;

控制目標:針對各個工藝過程、業務管理的控制環節,運用優化的自適應控制算法,建立所有控制性過程的智能控制模型和有關聯關系的聯合控制模型;

指揮目標:將感知、仿真、診斷、預警、調度、處置統一集成,形成集中控制的指揮和調度平臺;

數據處理目標:能夠對龐大的多源異構數據從數據關聯、數據演進、數據維護等方面開展智能化的數據處理;

運維目標:對通訊網絡和各個業務系統進行統一監控管理,快速定位故障點、確定對業務的影響,實現業務預警、排查和恢復。

軟件架構


軟件架構.jpg

     應用軟件是實現整個系統功能的載體,是系統最終能否發揮效用的關鍵所在,因此可以說管理軟件的好壞決定著項目的成敗。

主要成果及創新點

  • 取得了有形的成果和知識產權:軟件權著作權登記,研論文重要期刊的發表。

  • 關鍵技術在行業取得了重大創新:管網評價、分區調度模型實踐應用,水表圖像識別專利申報。

  • 突破了供水管網長期以來很難監測的技術,解決了管網漏失的問題,提高了供水效益;

  • 通過系統實時監測整個供水管網的運行情況,分析出經濟安全的調度方案;

  • 供水管網智能調配系統在國內外供水行業屬于先進系統,按研究報告的調度方案,預估漏失率能降低2-3% 、在生產管理方面管網供水產量提高3-6%、預計每年能耗費用降低2%   左右、預計應急處理時間和效率能提高10%

  • 研究的成果以模型和應用軟件的形式真實落地,供水管網監測進行了創新,將供水管網壓力監測數據和流量監測數據實時傳送供水公司,隨時可以掌握供水管網運行情況;

克拉瑪依市供水系統管網評價報告

3.1.jpg

 

經濟效益成果,應用前景廣泛

 

1506072537389051557.jpg

從管網評價模型運行結果來看,克拉瑪依市整個供水管網存在壓力普遍偏高的情況,整個管網上環網壓力小,中下環網壓力過大,這就容易導致管段的爆管率高而造成水資源不必要的浪費。另外,壓力過大必然會導致能耗增加,無形中增加了供水公司的經濟壓力。

根據克拉瑪依市供水管網的實際情況和管網評價模型的計算結果,針對整個管網提出的改進方案為:降低泵站揚程(換泵)。

基于人工神經網絡的城市時用水量預測研究-國內重要刊物發表

3.3.jpg

 

根據克拉瑪依市供水公司提供的水量數據,結合工程項目的實際經驗,采用MATLAB的人工神經網絡工具箱建立用水量預測模型,對克拉瑪依市的時用水量進行預測。結果表明,人工神經網絡在時用水量的預測中有較好的應用,預測精度達到相應要求,是一種行之有效的用水量預測方法。

基于支持向量機的城市用水量預測研究-國內重要刊物發表

3.4.jpg

 

經濟和社會效益

經濟效益

本次智能化改造項目完成后,將對十三五期間完成供水公司解困扭虧目標產生深遠影響。首先,項目實施后,在人員配備方面,將發生巨大的結構調整;其次,在企業經濟效益和運行效率方面,也將比以往有較大的提高。

人員方面:供水公司2015——2020年期間,將有257人退休,建立智能化供水系統后,崗位配備人數將完全符合生產發展需要。

企業效益方面:企業年支出費用預計節省3900萬元。根據崗位人員減少數目,共減少260人,按每人年收入成本15萬元計算,共計節省年費用3900萬元。

生產管理方面:預計供水效率提高5-10%。管理運行決策時間、燃料動力費用等方面都有所減少、調節精度也有所降低。

節能降耗方面:預計每年能耗費用降低5%。泵運行的電耗、水處理的加藥量將有所降低。

應急處理方面:預計應急處理時間和效率能提高20%。智能供水系統將包括應急預案的制定和實施,縮短應急處理時間和效率,且預案更具科學性。

社會效益

1. 促進城市發展

作為戈壁灘上興起的新興城市,經過幾代人辛苦建設的新疆油田公司已經發展成為具有戰略意義的國家石油生產基地,并且已經初步完成了從單一石油城向綜合型城市的轉軌過程,在此基礎上,市政府領導進一步制定了建設“世界石油城”的宏偉藍圖。為了完成此目標,不僅需要石油生產能力進一步提高,同時需要工、農、商、貿等多渠道建設共同進步。

新疆油田公司供水智能化改造工程,不僅能夠在目前克市源水引用量有限的情況下,保障各行業用水供給,支持城市經濟建設;同時能夠有效提高克市用水效率,優化用水分配結構,平衡城市行業發展需求,在滿足克市支柱產業需要的前提下,能夠行有余力的鼓勵其它行業的發展,為“世界石油城”的建設打造健康的發展環境。

2. 保障社會安定

新疆油田公司的居民用水主要依賴風城高庫存蓄,因此水庫及水質安全對于保障城市居民用水至關重要。供水設施的智能化改造,不僅加強了對于水庫、大壩安全監測能力,確保設施穩定,同時實時遠傳的視頻監控和觸動式自動報警系統也有利于避免人為因素對于水質的破壞,從而降低因為水源污染問題給城市供水帶來的不良影響。

水不僅是城市發展的重要動力,而且是人民生活的必備之資。新疆油田公司地區的供水管網興建于城市建設初期,管體狹窄,且因運行年份久遠,其內積蓄水垢嚴重,一旦出現爆管或者逆網輸水都會對居民生活用水的水質安全造成重大威脅;同時因為設施老化導致的管路事故頻發也易引發群眾不滿。供水智能化改造對供水管網實現全息可視化監控,并對事故的處理進行自動智能化診斷,從根本上扼制威脅群眾用水安全的現象發生。

3. 降低能源耗用

在供水體系中,泵站、水廠以及水庫閘門電機等設備均為高功率設備,其年電能耗用量極其巨大。在實際生產中,為了保障制水工作的順利進行,通常將泵機等設備超需要負荷甚至是全負荷運轉,造成了很多不必要的能源浪費,同時也極大地拉高了制水成本,對環境也造成了重大影響。

供水智能化改造工程,對于所有在運行大功率設備實現在線狀態監測和智能變頻調節,根據實時需要調節設備運行臺數和功率,同時對于狀態異常的設備及時預警并提請維修,將有效降低供水公司的電能耗用量,既減輕了水廠泵站的供電壓力,又降低了碳排放,保護環境。


360时时